CN102737511B - 智能路侧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能路侧系统，包括：多源信息采集单元、GNSS定位模块、多源信息传输模块、无线通信模块、信息处理与融合模块、控制中心，多源信息采集单元、GNSS定位模块、无线通信模块均与多源信息传输模块连接，多源信息传输模块通过无线通信模块将接收到的信息传输至信息处理与融合模块，信息处理与融合模块与控制中心相连。本发明采用信号机、激光传感器、视频传感器、GPS定位模块等多种类型传感器采集多种交通信息和路面状态信息，并对采集到的信息进行融合，从而获得实时、准确的交通信息和路面状态信息。

Description

智能路侧系统

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，特别涉及一种智能路侧系统。

背景技术

智能交通（ITS）集现代计算机技术、电子信息技术、图像处理技术、雷达探测技术、传统交通运输理论和现代交通运输理论于一体，能有效解决现代交通拥堵，优化交通运输路线，提高路网的通行能力，是未来交通系统的发展方向。作为智能交通系统的重要子系统，车路协同系统（CVIS）基于无线通信、传感探测等技术获取车辆和道路信息，通过车车、车路通信进行交互和共享，实现车辆和基础设施之间智能协同与配合。车路协同系统主要包括智能路侧系统和智能车辆系统。智能路侧系统以道路上设置的各种信息采集设备和通信设备为基础，将人、车、路通过信息技术集成为一个整体，向驾驶员提供实时的道路状况、路面状况、交通堵塞、旅行时间等信息，从而提高交通系统的安全性和通行效率。

现有的路侧系统有基于地感线圈的路侧系统和基于浮动车的路侧系统。地感线圈就是一个振荡电路，是将感应线圈埋置于道路表层下，当有大的金属物（例如：汽车）经过时，引起地感线圈振荡频率的变化，从而可用来检测车辆的到位和通过。基于地感线圈的路侧系统通过地感线圈来测定车辆的流量、速度、时间时间占有率和长度等信息，并将信息上传给中央控制系统，通过所收到的信息进行分析，从而对交通状态进行控制和管理。但基于地感线圈的路侧系统存在如下不足：1）安装和维护地感线圈时需要挖开车道，会导致交通受阻；2）埋置地感线圈的切缝会使路面软化，导致路面容易受损；3）地感线圈易受冰冻、路基下沉、土地盐碱等因素影响，导致测量精度下降；4）当车流拥堵、车间距小于3米时，地感线圈的检测精度会大幅度降低，甚至失灵。

浮动车是指装备有全球定位系统的车辆，其在行驶过程中可定期采集时间、位置、方向和速度等信息。基于浮动车的路侧系统是将运行于交通流中一定比例的浮动车作为信息采集设备，并实时、定期与浮动车交通信息中心交换获取的动态交通信息，从而获得整个城市动态、实时的交通信息。但基于浮动车的路侧系统存在如下不足：1）浮动车受高大建筑、隧道、地下停车场等的屏蔽，会发生交通信息丢失，从而影响GPS定位精度；2）检测精度不高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种不对路面造成损坏、且精度高的智能路侧系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种智能路侧系统，包括：多源信息采集单元、GNSS定位模块、多源信息传输模块、无线通信模块、信息处理与融合模块、控制中心，多源信息采集单元、GNSS定位模块、无线通信模块均与多源信息传输模块连接，多源信息传输模块通过无线通信模块与信息处理与融合模块相连，信息处理与融合模块与控制中心相连，其中：

多源信息采集单元采用多种传感器采集多源交通数据，所述的多源交通数据包括交通状态和路面状态信息；

GNSS定位模块用来对采集到的多源交通数据进行授时，并且还可接收车载单元的定位信号；

多源信息传输模块对接收的多源交通数据进行集合后，传输给信息处理与融合模块；

信息处理与融合模块进一步包括信息同步控制模块和信息融合模块，信息同步控制模块用来统一多源交通数据的时空基准，以实现多源交通数据的同步记录；信息融合模块用来对接收到的多源交通数据进行处理、融合，并实现信息与外界的交互，并进行多源信息与路网数据的时空一体化模型管理；

控制中心建有路网基础信息数据库，存储有静态的地理信息，控制中心将接收到的多源交通数据与路网基础信息数据库中的数据进行匹配和融合，根据时空位置进行信息的提炼，从而得到准确的实时的全时空动态交通信息。

上述多源信息采集单元包括信号机、激光传感器、视频传感器和GPS定位模块中的至少两种。所述的激光传感器为激光扫描仪或雷达中的一种或两种；所述的视频传感器为模拟相机或数字相机。

上述无线通信模块为专用短程无线通信模块、无线局域网通信模量、3G通信模块中的一种或几种。

上述信息同步控制模块包括时空基准电路、主动同步控制电路和被动同步控制电路，其中，时空基准电路包括时间基准单元和空间基准单元；时间基准单元分别与主动同步控制电路和被动同步控制电路连接，为主动同步控制电路和被动同步控制电路提供时间基准；空间基准单元分别与主动同步控制电路和被动同步控制电路连接，为主动同步控制电路和被动同步控制电路提供空间基准；时间基准电路通过时间基准和空间基准建立线性参考坐标系，并实现线性参考坐标系及其与大地坐标系间的转换；主动同步控制电路可根据预先设定的参数，对主动同步传感器发送模拟控制信号，实现对主动同步传感器的同步控制；被动同步控制电路接收外部事件脉冲信号，并响应该外部事件脉冲信号产生的中断，实现对被动同步传感器的同步控制。

上述信息融合模块对接收到多源交通数据进行处理、融合，具体为：对接收到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式；对格式统一的多源交通数据进行时空匹配；采用最小二乘原理对经时空匹配后的多源交通数据进行融合；将融合数据进行地图匹配。

本发明采用信号机、激光传感器、视频传感器、GPS定位模块等多种类型传感器采集多种交通信息和路面状态信息，并对采集到的信息进行融合，从而获得实时、准确的交通信息和路面状态信息。本发明的信息处理和融合模块、控制中心还对采集到的信息进行实时分析，捕获异常信息，并根据异常的类型，发出相应的提醒信息，减少事故的发生，提高行车安全和效率。作为进一步改进，本实用新型的无线通信模块可以同时采用专用短程无线通信模块、无线局域网通信模量和3G通信模块，从而实现多模无线数据的传输，而且还可以保证在高速移动状态下的车路/车车信息传输的高可靠性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）本发明路侧系统的设备装置在路边和车上，安装方便，且不会对路面造成损坏；

2）本发明快速识别交通状态和突发事件，识别反应时间小于500ms；

3）本发明采用信号机、激光传感器、视频传感器、GPS定位模块等多种传感器来检测交通信息和路面状态信息，多种传感器之间互补，从而提高检测精度，本发明的准确率高于90%。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明一种具体实施的结构示意图；

图3为多源信息传输模块的一种具体实施示意图；

图4为PCB板前面板接口示意图；

图5为PCB板后面板接口示意图；

图6为本发明时空基准电路的结构图；

图7为本发明主动同步控制电路的结构图；

图8为本发明被动同步控制电路的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明智能路侧系统包括多源信息采集单元、GNSS定位模块、多源信息传输模块、无线通信模块、信息处理与融合模块、控制中心，多源信息采集单元、GNSS定位模块、无线通信模块均与多源信息传输模块连接，多源信息传输模块通过无线通信模块将接收到的信息传输至信息处理与融合模块，信息处理与融合模块与控制中心相连。

多源信息采集单元采用多种传感器全面采集交通状态和路面状态信息，由于各传感器的地理位置是固定的，所以各传感器所采集的信息包含有传感器的地理位置信息。为了实现多源信号的采集，本具体实施中，多源信息采集单元为：信号机、激光传感器、视频传感器和GPS定位模块。视频传感器在图像处理方面比激光传感器更为直观，但是激光传感器在障碍物探测上更具有优势，本发明中同时采用激光传感器和视频传感器，可以相互补充，对交通和路面信息进行更全面的采集。信号机用来采集红绿灯的相位信息和剩余时间，更具体的，相位信息包括信号机编号、颜色编号、交通灯红灯读秒数、交通灯的位置、指示车道等信息。激光传感器可为激光扫描仪或雷达中的一种或两种，为了提高信息采集的准确性，本具体实施同时采用激光扫描仪和雷达。视频传感器可采用模拟相机或数字相机，本具体实施中采用数字相机。激光传感器和视频传感器用来采集车辆行人信息、交通信息、交通事件信息、路面环境监测信息等，车辆行人信息包括车辆行人的位置、速度和车流量等；交通信息包括道路通行能力、道路占有率、道路车流量、车辆排队等待时间等；交通事件信息包括交通事件警报等级、交通事件类别、事故车辆车牌号、事件发生的时间和地点等；路面环境监测信息包括能见度、温度、湿度、路面状态、湿滑系数、水膜厚度、冰层厚度、雪的厚度等。

GNSS定位模块用来对多源信息采集单元采集到的信息进行授时。GNSS定位模块不仅仅获取位置数据，还包括时间、高程信息等的获取，所以，本发明中以GNSS定位模块获取的时间为标准，给多种传感器采集的多源信息进行授时。本具体实施中的GNSS定位模块为北斗定位模块。将本发明用于车路协同系统时，其中的GNSS定位模块还用来接收智能车载单元的定位信息。上述多源信息传输模块接收的信息包括多源信息采集单元和GNSS定位模块采集到的所有信息。

GNSS定位模块获取的时间信息和多源信息采集单元采集的信息在多源信息传输模块中集合，此时，GNSS定位模块对多种传感器采集的信息进行授时。多源信息传输模块通过无线通信模块将集合后的授时的交通状态和路面状态信息传输至信息处理与融合模块。

无线通信模块可为专用短程无线通信模块、无线局域网通信模块或3G通信模块。在本具体实施中，无线通信模块同事采用短程无线通信模块、无线局域网通信模块和3G通信模块，可支持多模通信方式，支持DSRC短距离、低功耗的无线通信技术（Zigbee）和移动通信。

控制中心建有路网基础信息数据库，存储有静态的地理信息，该路网基础信息数据库是将接收信息进行空间融合的前提和依据，信息处理与融合模块根据接收信息所包含的地理信息，将接收信息与路网基础信息数据库中的地理信息进行匹配，并基于信息所包含的时间和地理位置进行对接收信息进行融合，从而得到准确的实时的全时空动态交通信息。信息处理和融合单元是本发明的核心，其对接收到的信息进行处理、融合，从而实现多源交通数据与路网数据的时空一体化模型管理。本具体实施中的控制中心和信息处理与融合模块是同一台基于ARM的嵌入式系统的电脑。控制中心还能以周期性、触可以发式、应答式这三种通信方式实现与智能车载单元、其他路侧系统交互信息，也可以对本系统中的其他模块或单元发送控制指令。

本发明所获得的全时空动态交通信息还可以包括天气信息，天气信息可以通过设置相应的环境传感器实时获取，也可以利用控制中心通过互联网获取。

图2为本发明一种具体实施示意图，图中的数字代表数据编号，其所代表的数据流向及详细信息见表1。

表1图2中数据的流向说明

本具体实施中的信息处理与融合模块和控制中心均是ARM微处理器，并通过多源信息传输模块与多源信号采集单元相连。本具体实施中的多源信息传输模块为具有多路接口的PCB板，多路信息采集单元、GNSS定位模块和无线通信模块通过接口与PCB板相连，GNSS定位模块集成在PCB板上，用来对多源信息采集单元采集的信息进行授时，多路信息采集单元所采集的信息经PCB板集合并同步传输。PCB板主要目的是扩展串口，共扩展出12路串口，用于外围传感器连接。所有的传感器串口输出信号可以通过以下两种方式上传给ARM微处理器，第一种是直接通过USB转串口芯片，将12路串口信号转成USB信号后通过一路USB接口直接上传给ARM微处理器；第二种方式是12路串口信号先传给两片8串口的单片机，再由单片机将传感器信号重新编码后由一路串口或者USB口上传给ARM微处理器，见图3。

该PCB板前面板共有11路RS232串口，见图4，接口定义分别为1脚为为+5V，2脚为RXD（串口接收），3脚为TXD（串口发送），4脚为地线GND。PCB板后面板设置有航空插头、DB9串口接口、USB-B插头、GPS天线开槽和无线模块开槽，航空插头中的1脚为+12V/24V的电源输入，2脚接地，USB-B插头为+5V电源输入，其中的2脚为USB的DM信号，3脚为USB的DP信号，4脚接地，见图5。

本发明系统中，多源信息采集单元中的各传感器按照各自的周期进行数据采集，所采集数据的频率不同，时间精度也各不相同，要想将每个传感器的测量数据传输至信息处理与融合模块和控制中心进行处理，必然涉及到时空基准（时间基准和空间基准）的问题。为了能将同一时刻的各传感器采集的数据关联起来，需要统一的时间坐标，将所采集的数据集成在统一时间坐标轴上，可采用一个时间同步控制器来实现。为了提高时间同步控制器的时间精度，可将GPS输出的时间信号和PPS信号引入至时间同步控制装置，对时间同步控制装置的内部时钟进行对时。对于空间基准，需首先建立一系统坐标系，例如，WGS-84坐标系统，其起点为惯性导航系统的零点，尽可能地通过陀螺轴，将每种传感器的零点如GPS接收机的相位中心、激光测距仪的零标志点均规算到该系统坐标系中。

本发明采用信息同步控制模块来建立统一的时间和空间坐标（可参见公开号为CN101949715A、公开日为2011年1月19日、发明名称为高精度时空数据获取的多传感器集成同步控制方法和系统的中国专利），具体为：

本具体实施中的信息同步控制模块包括时空基准电路、主动同步控制电路和被动同步控制电路，时空基准电路包括时间基准单元和空间基准单元；时间基准单元分别与主动同步控制电路和被动同步控制电路连接，为主动同步控制电路和被动同步控制电路提供时间基准；空间基准单元分别与主动同步控制电路和被动同步控制电路连接，为主动同步控制电路和被动同步控制电路提供空间基准；时间基准电路通过时间基准和空间基准建立线性参考坐标系，并实现线性参考坐标系及其与大地坐标系间的转换；主动同步控制电路可根据预先设定的参数，对主动同步传感器发送模拟控制信号，实现对主动同步传感器的同步控制；被动同步控制电路接收外部事件脉冲信号，并响应该外部事件脉冲信号产生的中断，实现对被动同步传感器的同步控制。

时空基准电路通过对经济型的高稳晶振、GPS接收模块、距离测量装置等传感器的有效集成，自动可靠建立高精度的时间基准、空间线性参考基准，并能够实现快速的线性参考坐标系与大地坐标系的转换。本具体实施中的时空基准电路主要以ARM高性能微处理器为核心，与液晶显示器、键盘输入模块、串行通信模块以及I/O模块等部件，构成了一个完整的嵌入式应用系统，见图6。其中，10MHz高稳晶振、CPLD和授时GPS组成时间产生模块，CPLD一方面对10MHz脉冲分频产生毫秒脉冲和秒脉冲；另一方面，通过对GPS的PPS脉冲信号的滤波及位同步实现GPS时间校准，即将CPLD产生的秒脉冲与GPS的秒脉冲对齐后，驱动内时钟的运行。

主动同步控制电路可根据数据采集的需求，采用主动发送传感器控制信号，并将此信号引入MCU的中断以获取此控制信号发生时刻的传感器的时空坐标，以用于采集数据的同步与融合。被动同步控制电路将传感器采样时刻的同步信号引入MCU的中断以获取传感器采样时刻的传感器的时空坐标，以用于采集数据的同步与融合。本具体实施中的主动同步控制电路主要由MCU（微处理器）、CPLD、高稳晶振、时钟芯片、信号选择开关、液晶显示单元、键盘、RS232电平转换等部分组成，见图7。控制电路一方面接收时空基准电路发送过来的距离脉冲、PPS、线性参考位置、GPS时间信息等，其PPS与GPS时间信息是将时空基准电路的精确时间传递到本主动同步控制电路，并在控制电路内建立与时空基准电路一致的时间基准。CPLD在MCU的控制下，将距离脉冲和高稳晶振脉冲按照控制参数进行分频，得到按等空间间隔和等时间间隔的控制脉冲，输出到电子选择开关。MCU根据用户的输入控制信息，将选择距离或时间间隔脉冲的控制信号发送给电子选择开关，输出同步控制脉冲信号，同时该信号作为一个中断源，输送到MCU的一个中断端口上。每当有一个控制脉冲输出时，MCU相应中断，将当前的精确到毫秒的时刻信息、线性参考位置信息等保存下来，通过RS232串口即时发送到数据采集计算机。

被动同步是指被动同步控制电路被动接收传感器发送回来的同步工作信号，通过内部的硬件中断来记录该信号的时刻信息，并将该时刻信息发送到数据采集计算机。数据采集计算机通过软件将传感器的测量数据与同步控制器发送的同步时刻信息进行融合配准，从而实现多传感器的数据同步采集。因此，被动同步控制要求传感器在进行测量的过程中能够在测量采样开始或终止时刻输出脉冲信号，具备相应的硬件接口。具备此功能的传感器主要有各种型号标准视频信号（PAL、NTSC等）CCD相机、带有同步输出的数字CCD相机、某些带有同步输出功能的激光扫描仪等。本具体实施中的被动同步控制电路主要由MCU、CPLD、高稳晶振、时钟芯片、光电隔离整形电路、液晶显示单元、按键、RS232电平转换等部分组成，见图8。控制电路一方面接收时空基准电路发送过来的距离脉冲、PPS、线性参考位置、GPS时间信息等，其PPS与GPS时间信息是将时空基准电路的精确时间传递到本同步控制电路，并在控制器内建立与时空基准电路一致的时间基准。光电隔离整形电路接收外部事件的脉冲信号，经过光电隔离和整形后，将该信号作为一个中断源，输送到MCU的一个中断端口上。每当有一个外部事件脉冲输入时，MCU相应中断，将当前的精确到毫秒的时刻信息、线性参考位置信息等保存下来，通过RS232串口即时发送到数据采集计算机。

本发明信息处理与融合模块的子模块信息融合模块，对接收到的数据进行如下具体处理：

一、通过控制时空基准电路、主动同步控制电路和被动同步控制电路对接收到的多源交通数据增加时空标签，所采集到的多源交通数据包括交通状态和路面状态信息，并按照事先规定的协议将采集到的数据转化为统一格式。

下面将以交通状态信息为例来说明如何采用的事先规定的协议统一交通状态信息数据的格式，首先将交通状态信息分为交通事件信息、车辆行人检测信息和交通流信息，规定本协议中所使用的数据类型：数值型N和字符型C，数值型N用N(A)表示整数，A表示数值的最大宽度；用N(A,B)表示小数，A表示数值的最大宽度，B表示小数点后的位数。字符型C用C(A)表示，其中A表示字符的最大宽度。

a、交通事件信息

根据传感器传来的交通事件信息，采用N(2)类型数据来表示交通事件类别，交通事件类别可根据交通信息服务标准来定，采用不同的数值来表示不同的类别；采用N(2)类型数据来表示交通事件警报级别，交通事件警报级别针对不同的交通事件类别来定不同的警报级别，采用不同的数值表示不同的类别；采用C(9)类型数据来表示车牌号，C(9)包括以下内容：一代表省份简称的汉字、一代表城市代码的字母、五位编号（可以是全数字，也可以是数字和字母的混合）；采用N类型数据表示事件发生时间，本具体实施中的时间发生时间即为信息采集时间，所获取的时间精确到毫秒，分别采用N(2)类型数据表示小时、分钟、秒和毫秒；采用N(2)类型数据来表示事件发生的地点，位于不同路段的传感器均设定了不同的ID，所以，本具体实施中的事件发生的地点采用传感器的ID号表示。

b、车辆行人检测信息：

采用N(2)类型数据表示检测对象类型，1为行人，2为车辆，3为其他；

采用N(10)类型数据表示采集该信息的传感器ID号；

分别采用两个N(4)类型数据表示探测对象位置，其中一N(4)类型数据为探测对象所处的经度，另一N(4)类型数据为探测对象所处的维度；

分别采用两个N(2)类型数据表示检测对象的速度和加速度。

c、交通流信息

采用N(10)类型数据表示采集该信息的传感器ID号；

采用N(4.2)类型数据表示道路占有率；

采用N(4.2)类型数据表示道路车流量；

采用N(2)类型数据表示检测车辆数目。

二、对格式统一的多源交通数据进行时空匹配，即将多源交通数据统一在同一时间和空间坐标上。

三、采用最小二乘原理对经时空匹配后的多源交通数据进行融合。

下面将对采用最小二乘原理对经时空匹配后的多源交通数据进行融合的过程进行详细说明。

本过程中是将所有待检测的交通参数作为未知数，将各传感器所采集的数据作为观测值。假设所有待检测的交通参数为β₀,β₁,…,β_m，观测值为y₁,y₂,…,y_n，建立多元线性回归模型：

$\left.\begin{array}{c}{y}_1={\mathrm{\β}}_0+{\mathrm{\β}}_1{x}_{11}+{\mathrm{\β}}_2{x}_{12}+...+{\mathrm{\β}}_m{x}_{1m}+{\mathrm{\ϵ}}_1\\ y_2={\mathrm{\β}}_0+{\mathrm{\β}}_1{x}_{21}+{\mathrm{\β}}_2{x}_{22}+...+{\mathrm{\β}}_m{x}_{2m}+{\mathrm{\ϵ}}_2\\ .\\ .\\ .\\ y_n={\mathrm{\β}}_0+{\mathrm{\β}}_1{x}_{n1}+{\mathrm{\β}}_2{x}_{n2}+...+{\mathrm{\β}}_m{x}_{nm}+{\mathrm{\ϵ}}_n\end{array}\right\}---\left(1\right)$

其中，x_ij是可测量并可控制的非随机变量，为经验值，ε_i为随机误差，且E(ε_i)＝0，D(ε_i)＝σ²，E(ε_i)表示ε_i的期望值，D(ε_i)表示ε_i的方差，i＝1,2,...,n,j＝1,2,...，m。

若记

$\underset{n,1}{Y}=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ .\\ .\\ .\\ y_n\end{array}\right],$ $\underset{m+1,1}{\mathrm{\β}}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_1\\ {\mathrm{\β}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\β}}_m\end{array}\right],$ $\underset{n,m+1}{X}=\left[\begin{array}{ccccc}1& x_{11}& x_{12}& ...& x_{1m}\\ 1& x_{21}& x_{22}& ...& x_{2m}\\ .& .& .& & .\\ .& .& .& & .\\ .& .& .& & .\\ 1& x_{n1}& x_{n2}& ...& x_{\mathrm{nm}}\end{array}\right],$ $\underset{n,1}{\mathrm{\ϵ}}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ϵ}}_1\\ {\mathrm{\ϵ}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\ϵ}}_n\end{array}\right],$

则有：Y＝Xβ+ε（2）

由式（1）求得m+1个未知的回归参数β₀,β₁,…,β_m的最小二乘

估值，所得估值即可当成待测值β₀,β₁,…,β_m。

可以采用下述的方法判断所得估值的精确度：

将最小二乘

估值组成如下误差方程：

$V=X\widehat{\mathrm{\β}}-Y---\left(3\right)$

其中，， $\mathrm{\β}=\left[\begin{array}{c}{\widehat{\mathrm{\β}}}_0\\ {\widehat{\mathrm{\β}}}_1\\ .\\ .\\ .\\ {\widehat{\mathrm{\β}}}_m\end{array}\right]$

在最小二乘估计V^TV＝min的准则下，得法方程为：

$X^{T}X\widehat{\mathrm{\β}}=X^{T}Y---\left(4\right)$

通过式（4）可解得

根据建立多元线性回归方程以及残差V：

$\hat{Y}={\widehat{\mathrm{\β}}}_0+{\widehat{\mathrm{\β}}}_1{x}_1+{\widehat{\mathrm{\β}}}_2{x}_2+\·\·\·+{\widehat{\mathrm{\β}}}_m{x}_m=X\widehat{\mathrm{\β}}---\left(5\right)$

$V=\hat{Y}-Y---\left(6\right)$

采用

的协因数

和方差

来评定估值的精度：

$Q_{\widehat{\mathrm{\β}}\widehat{\mathrm{\β}}}={\left(X^{T}X\right)}^{-1}---\left(7\right)$

$D\left(\widehat{\mathrm{\β}}\right)={\mathrm{\σ}}^2{Q}_{\widehat{\mathrm{\β}}\widehat{\mathrm{\β}}}---\left(8\right)$

采用观测值Y的方差估值

来评定观测值Y的精度：

${\widehat{\mathrm{\σ}}}^2=\frac{V^{T}V}{n-(m+1)}---\left(9\right)$

四、将融合数据进行地图匹配得，即得到融合数据发生的实际位置。

Claims (7)

1.一种智能路侧系统，其特征在于，包括：

多源信息采集单元、GNSS定位模块、多源信息传输模块、无线通信模块、信息处理与融合模块、控制中心，多源信息采集单元、GNSS定位模块、无线通信模块均与多源信息传输模块连接，多源信息传输模块通过无线通信模块与信息处理与融合模块相连，信息处理与融合模块与控制中心相连，其中：

多源信息采集单元采用多种传感器采集多源交通数据，所述的多源交通数据包括交通状态和路面状态信息；

GNSS定位模块用来对采集到的多源交通数据进行授时；

多源信息传输模块为具有多路接口的PCB板，用来对接收的多源交通数据进行集合后，传输给信息处理与融合模块；

信息处理与融合模块进一步包括信息同步控制模块和信息融合模块，信息同步控制模块用来统一多源交通数据的时空基准，以实现多源交通数据的同步记录；信息融合模块用来对接收到的多源交通数据进行处理、融合，并实现信息与外界的交互，并进行多源信息与路网数据的时空一体化模型管理；

控制中心建有路网基础信息数据库，存储有静态的地理信息，控制中心将接收到的多源交通数据与路网基础信息数据库中的数据进行匹配和融合，根据时空位置进行信息的提炼，从而得到准确的实时的全时空动态交通信息。

2.根据权利要求1所述的智能路侧系统，其特征在于：

所述的多源信息采集单元包括信号机、激光传感器、视频传感器和GPS定位模块中的至少两种。

3.根据权利要求2所述的智能路侧系统，其特征在于：

所述的激光传感器为激光扫描仪或雷达中的一种或两种。

4.根据权利要求2所述的智能路侧系统，其特征在于：

所述的视频传感器为模拟相机或数字相机。

5.根据权利要求1所述的智能路侧系统，其特征在于：

所述的无线通信模块为专用短程无线通信模块、无线局域网通信模量、3G通信模块中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的智能路侧系统，其特征在于：

所述的信息同步控制模块包括时空基准电路、主动同步控制电路和被动同步控制电路，其中，时空基准电路包括时间基准单元和空间基准单元；时间基准单元分别与主动同步控制电路和被动同步控制电路连接，为主动同步控制电路和被动同步控制电路提供时间基准；空间基准单元分别与主动同步控制电路和被动同步控制电路连接，为主动同步控制电路和被动同步控制电路提供空间基准；时间基准电路通过时间基准和空间基准建立线性参考坐标系，并实现线性参考坐标系及其与大地坐标系间的转换；主动同步控制电路可根据预先设定的参数，对主动同步传感器发送模拟控制信号，实现对主动同步传感器的同步控制；被动同步控制电路接收外部事件脉冲信号，并响应该外部事件脉冲信号产生的中断，实现对被动同步传感器的同步控制。

7.根据权利要求1所述的智能路侧系统，其特征在于：

所述的信息融合模块对接收到多源交通数据进行处理、融合，具体为：对接收到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式；对格式统一的多源交通数据进行时空匹配；采用最小二乘原理对经时空匹配后的多源交通数据进行融合；将融合数据进行地图匹配。

Images